Расчет балочной клетки

    Устойчивость  условного стержня проверяем  по формуле:

     

    Проверяем местную устойчивость опорного ребра.

    Ширина  свеса ребра.

     

    Проверяем выполнение условия:

     

     

    Местная устойчивость ребра обеспечена.

    Подберем  катет сварных швов для крепления  опорного ребра к стенке главной  балки.

                 или             .

    Крепление производится полуавтоматической сваркой  проволокой марки СВ-10ГА диаметром 2 мм. Сварка выполняется в положении  “влодочку”. Ребро привариваем к стенке по всей высоте сплошными швами.

    Расчетное сопротивление металла шва.

     

    Расчетное сопротивление металла границы  сплавления.

     

     - коэффициент сварного соединения угловыми швами при расчете по металлу шва.

     - коэффициент сварного соединения угловыми швами при расчете по металлу границы сплавления.

    Максимальная  длина сварного шва.

     

     

     

    Принимаем катет сварного шва , что больше минимального шва .

    2.10. Конструирование и расчет укрупнительного стыка главной балки

    (стык  на высокопрочных болтах).

    Принимаем болты диаметром 24 мм из стали 40Х  “Селект”, отверстия под болты диаметром 26 мм.

    Нормативное сопротивление стали болтов: .

    Площадь сечения болта нетто: (табл. 62* СНиП II-23-81*).

    Способ  подготовки поверхностей - газопламенный, без консервации; способ регулирования натяжения - по углу поворота гайки.

    Несущая способность одного болта.

     

     - расчетное сопротивление  высокопрочных болтов  растяжению;

     - коэффициент условий  работы болтового  соединения;

     - коэффициент трения (табл. 36* СНиП  II-23-81*);

     - коэффициент надежности (табл. 36* СНиП II-23-81*);

     - количество поверхностей  трения соединяемых  элементов.

     

    1. Стык поясов главной балки.

    Стык  поясов перекрываем накладками из стали  С255 сечением 300х15 мм и 2-мя 140х15 мм с внутренней стороны поясов.

    Общая площадь сечения накладок:

     

    Площадь сечения пояса:

     

     

    Момент, действующий на пояс.

     

    Растягивающая сила, действующая на соединение.

     

    Требуемое количество болтов в стыке поясов.

     

    Принимаем количество болтов шт.

    Проверка  ослабления нижнего растянутого  пояса отверстиями под болты  .

    Сечение пояса ослаблено двумя отверстиями:

     

    Ослабление  пояса можно не учитывать.

    Проверяем ослабление накладок.

     

    Ослабление  накладок можно не учитывать.

    2. Стык стенок главной балки.

    Стык  стенки перекрываем парными вертикальными  накладками толщиной .

    Момент, действующий на стенку.

     

    Принимаем расстояние между крайними по высоте рядами болтов равным .

    Вычисляем коэффициент стыка.

     

     - число вертикальных рядов на  полунакладке.

    По  табл. 7.9 (учебник И.Е. Беленя) находи количество болтов в ряду по вертикали  шт. Принимаем шаг болтов 146 мм, т.к. .

    Максимальное  горизонтальное усилие в стенке от изгибающего момента.

     

     

     

    Прочность стыка стенки обеспечена.

Рис. 10.

    3. Расчет и конструирование центрально сжатой колонны.

    3.1. Подбор сечения центрально сжатой колонны.

    Подберем  сечение сплошной центрально сжатой колонны, шарнирно закрепленной внизу  и вверху. Материал колонны - сталь  С255, расчетное сопротивление стали .

    Коэффициент условий работы . Принимаем сечение стержня колонны из трех двутавров.

    Верхняя отметка колонны.

     

     - отметка верха  настила по заданию;

     - толщина настила;

     - высота главной  балки;

Рис. 11.

    Расчетная длина колонны.

     

     - коэффициент приведенного заглубления.

    Усилие, приходящееся на колонну.

     

      - поперечная сила от главной балки, кН;

     - коэффициент, учитывающий собственный  вес колонны.

    Требуемая площадь сечения колонны.

     

     - коэффициент продольного  изгиба при центральном  сжатии, зависит от  гибкости и расчетного  сопротивления материала.

    Для данного случая задаемся гибкостью  .

    Условная  гибкость

    По  табл. 72 СНиП II-23-81* определяем .

     

    Определяем  требуемый радиус инерции исходя из принятой гибкости.

     

    Требуемая высота сечения.

     

    Требуемая ширина сечения.

     

    Используем  два двутавра №33 и двутавр №24. Расстояние между полками (из условий сварки и окраски) должно быть не менее 100 мм.

Рис. 12.

    Геометрические  характеристики сечения.

     

     

     

 

     

     

     

     

     

     

    Проверяем устойчивость по максимальной гибкости стержня колонны.

     

    Недонапряжение:

    Максимальная  гибкость не должна превышать предельную.

     

    Условие местной устойчивости стенки.

     

    По табл. 27 СНиП II-23-81*.

     

     

    Местная устойчивость стенки обеспечена.

    Местная устойчивость поясов по табл. 29* СНиП II-23-81*.

     

     

     

    Местная устойчивость поясов обеспечена.

    Выбранное сечение удовлетворяет требованиям  общей и местной устойчивости и может быть выполнено автоматической сваркой в положении “влодочку” с минимальным катетом шва . (табл. 38* СНиП II-23-81*)

    3.2. Расчет и конструирование базы колонны.

    База  колонны служит для передачи нагрузки со стержня колонны на фундамент. Класс бетона фундамента B15, .

    Расчетное сопротивление материала фундамента осевому сжатию сжатию.

    .

    Принимаем , т.к. колонна рассчитывается до проектирования фундамента.

    Назначаем ширину опорной плиты.

     

     - размер колонны;

     - предварительно принимаемая толщина  траверсы;

     - размер свеса плиты.

     

    Принимаем .

     

    Длина опорной плиты.

     

    Принимаем .

    Реактивное  давление фундамента.

     

    Опорная плита разбивается на участки  в соответствии с рис. 13.

Рис. 13.

    Максимальный  изгибающий момент для каждого участка  определяем по формуле:

     

    Участок 1. (консольный)

     

     

     

    Участок 2. (опертый по четырем сторонам)

     

           

     

    Участок 3. (опертый по трем сторонам)

     

           

     

    Определяем  требуемую толщину плиты исходя из максимального действующего изгибающего  момента.

     

    В соответствии с сортаментом принимаем  толщину опорной плиты равной .

    Равномерно  распределенная нагрузка на траверсу от реактивного давления фундамента.

     

    Изгибающий  момент в траверсе.

     

    Прикрепление  траверсы к колонне выполняется  автоматической сваркой в среде  углекислого газа, проволокой марки СВ-10ГА диаметром 3 мм. Сварка выполняется в положении “влодочку”.